Em 2016, astrônomos que trabalham para o Observatório Europeu do Sul (ESO) confirmaram a existência de um planeta terrestre ao redor do vizinho estelar mais próximo da Terra - Proxima Centauri. A descoberta deste planeta extrasolar próximo (Proxima b) causou grande excitação porque, além de ser semelhante em tamanho ao da Terra, descobriu-se que orbita dentro da zona habitável da estrela (HZ).

Graças a uma equipe liderada pelo INAF, um segundo exoplaneta (uma super-Terra) foi encontrado no início deste ano em torno de Proxima Centauri usando o Método de Velocidade Radial. Com base na separação entre os dois planetas, outra equipe liderada pelo INAF tentou observar este planeta usando o método de imagem direta. Embora não seja totalmente bem-sucedido, suas observações levantam a possibilidade de que este planeta tenha um sistema de anéis ao seu redor, muito parecido com Saturno.

Para o bem de seu estudo, que apareceu recentemente no jornal Astronomia e Astrofísica , a equipa baseou-se nos dados obtidos pelo instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) no Very Large Telescope (VLT) do ESO. Este sistema de óptica adaptativa extrema e facilidade de coronógrafo é dedicado à caracterização de sistemas de exoplanetas em comprimentos de onda ópticos e infravermelhos próximos.

Por anos, SPHERE tem revelado a existência de discos protoplanetários em torno de estrelas distantes, algo que é extremamente difícil de fazer com a ótica convencional. Contudo, este conjunto específico de dados foi coletado durante a pesquisa de infravermelho SpHere de quatro anos para Exoplanetas (SHINE), onde SPHERE foi usado para criar imagens de 600 estrelas próximas no espectro infravermelho próximo.

Contando com o alto contraste e a alta resolução angular do SPHERE, o objetivo desta pesquisa foi caracterizar novos sistemas planetários e explorar como eles se formaram. Um desses sistemas era Proxima Centauri, uma estrela do tipo M de baixa massa (anã vermelha) localizada a apenas 4,25 anos-luz de nosso Sistema Solar. No momento da pesquisa, que correu de para, a existência de Proxima c ainda não era conhecida.

Como Proxima b, Proxima c foi descoberto usando o método Radial Velocity (também conhecido como Doppler Spectroscopy). Consiste em medir o movimento de uma estrela para frente e para trás (ou "oscilação") para determinar se ela está sofrendo a influência gravitacional de um sistema de planetas. Contudo, a equipe estava confiante de que se Proxima c estava produzindo um sinal grande o suficiente no infravermelho, SPHERE o teria detectado.

Conforme a equipe - liderada por Raffael Gratton do Observatório Astronômico de Pádua - explicou seus métodos em seu estudo:"Procuramos uma contraparte nas imagens SPHERE adquiridas durante quatro anos por meio da pesquisa SHINE. Para dar conta do grande volume esperado movimento orbital do planeta, usamos um método que assume a órbita circular obtida a partir de velocidades radiais e explora a sequência de observações adquiridas próximo à quadratura na órbita. Verificamos isso com uma abordagem mais geral que considera o movimento kepleriano, Empilhador K. "

Infelizmente, os dados SPHERE não revelaram nenhuma detecção clara de Proxima c. O que eles encontraram foi um sinal candidato que tinha uma forte relação sinal-ruído e que a orientação de seu plano orbital se encaixava bem com uma imagem anterior obtida usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).

Contudo, eles também notaram que sua posição e movimento orbital (também conhecido como sinal astrométrico) não eram consistentes com o que foi observado pela missão Gaia da ESA. Último, mas não menos importante, eles descobriram que o candidato tinha um brilho aparente inesperadamente alto (também conhecido como fluxo) de um planeta orbitando uma estrela anã vermelha. Por causa disso, a equipe não poderia dizer com qualquer confiança se o que observaram foi ou não de fato Proxima c.

Contudo, este último item levantou outra possibilidade que a equipe teve que considerar, que o brilho incomum pode ser o resultado de um material circunplanetário. Em outras palavras, eles teorizam que o brilho pode ser causado por um sistema de anéis em torno de c, que estaria irradiando luz adicional no espectro infravermelho e contribuindo para o brilho total. Como eles explicam:

"Neste caso, imaginamos um sistema de anéis conspícuo, ou produção de poeira por colisões dentro de um enxame de satélites, ou evaporação da poeira aumentando a luminosidade do planeta. Isso seria incomum para planetas extrasolares, com Fomalhaut b, para o qual não há determinação dinâmica de massa, como o único outro exemplo possível. "

Isso torna Proxima c um alvo principal para estudos de acompanhamento usando medições de velocidade radial, imagem de infravermelho próximo, e outros métodos. Além disso, telescópios de última geração, como o Thirty Meter Telescope (TMT), o Telescópio Gigante de Magalhães (GMT), e o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, será bem adequado para conduzir pesquisas de imagem diretas deste sistema para detectar Proxima c.

O que mais, se os astrônomos conseguirem confirmar que o candidato visto aqui era Proxima c, então Breakthrough Starshot provavelmente vai querer entrar na ação! Por anos, esta organização tem trabalhado com o objetivo de enviar um wafercraft em escala de gramas para o sistema Alpha Centauri por meio de propulsão de energia direcionada. Desde a descoberta de Proxima b, tem havido conversas sobre fazer um sobrevoo de Proxima Centauri também.

Não apenas esta espaçonave seria capaz de obter uma visão de perto de Proxima b, ele também poderia passar por Proxima c e obter alguns instantâneos do planeta e seu (possível) sistema de anéis. Sem considerar, se as descobertas da equipe forem confirmadas, será a primeira vez que imagens diretas de um planeta descoberto a partir de medições de velocidade radial foram feitas e a segunda vez em que ocorreram reflexões de material circunplanetário (após Fomalhaut b).

Em todo o caso, esses resultados podem ter implicações significativas para estudos futuros e a caracterização de Proxima Centauri.